Waarom datacenters de voorkeur geven aan droge transformatoren?

Selectiepunten en capaciteitsschatting

Datacenters kiezen voor droge transformatoren, niet omdat droge typen goedkoper zijn, maar omdat in olie ondergedompelde transformatoren eenvoudigweg niet in de meeste datacenters kunnen worden geïnstalleerd – en ze nooit door de brandinspectie zouden komen. Droge transformatoren bevatten geen ontvlambare isolatievloeistof en brengen geen lekkagerisico met zich mee, zodat ze direct in een vloerverdeelruimte of zelfs naast de apparatuurruimte kunnen worden geplaatst. De echte moeilijkheid is niet het “droge type of het olietype”, maar hoe de capaciteit moet worden berekend, hoeveel marge voor temperatuurstijging moet worden toegestaan, hoe om te gaan met harmonischen en hoe de transformator en de schakelapparatuur moeten samenwerken.

Drie harde beperkingen, allemaal eerder technische omstandigheden dan voorkeuren

1. Brandpreventie en brandinspectie

Het in olie ondergedompelde type bevat binnenin een brandbare isolatievloeistof; een fout kan het uitstoten van olie en brand veroorzaken, en vereist meestal een speciale transformatorruimte, brandmuren, een olieopslagput of olieafvoerfaciliteiten, en er moet aan brandscheidingsafstanden worden voldaan. Droge transformatoren maken gebruik van vaste isolatie – epoxyharsgieten of vacuümdrukimpregnatie (VPI) – bevatten geen ontvlambare vloeistof, hebben een aanzienlijk lagere brandbelasting en kunnen dicht bij het laadcentrum worden geïnstalleerd.

2. Installatiepositie en transport

De kernbelastingen van een datacenter bevinden zich boven, in de apparatuurruimte. In olie ondergedompelde eenheden worden beperkt door het oliegewicht, de olieopslagfaciliteiten en de hijsomstandigheden, waardoor ze erg moeilijk op een vloer te plaatsen zijn; Droge units zijn lichter en kunnen in delen in een gebouw worden verplaatst, zodat ze direct in de distributieruimte kunnen worden geplaatst.

3. O&M-kosten

In olie ondergedompelde eenheden vereisen regelmatige analyse van opgeloste gassen en inspectie van het oliepeil en lekkage; Droge units zijn in wezen vrij van oliegerelateerd onderhoud en behoeven alleen aandacht voor temperatuurregeling, ventilatoren en reinheid.

Drie belangrijke toepassingspunten van droge transformatoren in datacenters

Droge transformatoren worden voornamelijk toegepast in drie scenario’s in datacenters:

• Middenspanningsingangszijde hoofdverlaging:Kan de volledige belasting van de locatie dragen, met de grootste capaciteit, meestal geconfigureerd als 2N of N+1.
• UPS frontend- en vloerdistributie:Kleine capaciteit per eenheid maar grote hoeveelheid, vereist een stabiele werking en compacte installatie.
• Geprefabriceerde skids en modulaire datacenters:Externe afmetingen bepalen rechtstreeks de behuizingsgrootte, dus de selectie van de transformator moet worden gesynchroniseerd met de algehele structuur.

Rolverdeling tussen droge en in olie ondergedompelde transformatoren

Belangrijke selectiepunten voor droge transformatoren voor datacenters

De selectie van transformatoren voor een datacenter kan niet alleen op capaciteit worden gebaseerd; het moet uitgebreid worden beoordeeld op basis van het belastingsniveau, de redundantiearchitectuur, de besturingsomgeving en de certificeringsnormen.

Belastingredundantie en N+1/2N-architectuur

De reguliere voedingsarchitectuur voor datacenters is N+1- of 2N-redundantie. Een transformator kan niet direct worden gedimensioneerd voor de volledige serverbelasting; redundantie moet altijd worden gereserveerd. Bijvoorbeeld: als de totale IT-belasting 2000 kVA vereist en er een N+1-architectuur wordt toegepast, zouden er drie transformatoren van 1000 kVA worden geconfigureerd, zodat als er één uitvalt, de overige twee de volledige belasting kunnen dragen en de computer zonder onderbrekingen kunnen laten draaien.

Isolatietype: Epoxy gegoten droge transformatoren zijn de eerste keuze

Bijna alle datacenters maken gebruik van epoxygegoten droge transformatoren. De wikkelingen zijn verzegeld in epoxyhars, waardoor ze vochtbestendig, vervuilingsbestendig en bestand tegen kortsluiting zijn. Vergeleken met droge transformatoren van het open type zijn ze beter bestand tegen omgevingsinvloeden en zijn ze zeer geschikt voor geprefabriceerde slipscenario's.

Parameters voor temperatuurstijging en impedantiespanning

• Temperatuurstijgingsklasse:F-klasse (155 ℃) en H-klasse (180 ℃) worden vaak gebruikt; datacenters geven de voorkeur aan klasse H vanwege het sterkere overbelastingsvermogen.
• Impedantie spanning:Normaal gesproken 4%–6%; de impedantiewaarde heeft invloed op de kortsluitstroom en moet worden afgestemd op de stroomopwaartse beveiligingsapparatuur van de schakelapparatuur, zodat de kortsluitimpact geen gevoelige IT-belastingen beschadigt.

Koelmethode: AF/AN

Een natuurlijke luchtkoeling is geschikt voor normale belastingen; AF-geforceerde luchtkoeling kan de capaciteit voor een korte periode vergroten (doorgaans met 30% tot 50%) om de kortetermijnoverbelasting op te vangen die wordt veroorzaakt door computeruitbreiding – een mogelijkheid die datacenters zeer waarderen.

Certificering en naleving

Voor projecten in het buitenland moeten de IEC-normen worden bevestigd en een CE-certificering worden verstrekt; sommige regio's vereisen aanvullende testrapporten. Er moet ook aandacht worden besteed aan de beschermingsgraad IP20/IP30. IP30 wordt aanbevolen voor behuizingen met veel stof.

Harmonisch weerstandsvermogen

Servers en UPS-systemen zijn niet-lineaire belastingen en genereren aanzienlijke harmonischen. Tijdens de selectie moet aandacht worden besteed aan het harmonische weerstandsvermogen van de transformator; Er kunnen gereduceerde ontwerpen of producten met afschermende wikkelingen worden gekozen om de harmonische verwarming te verminderen en abnormale temperatuurstijging en veroudering van de transformator te voorkomen.

Methode voor capaciteitsschatting voor droge transformatoren in datacenters

Capaciteitsschatting is de basis voor voorlopige projectoffertes en schemaontwerp; bij de omgang met EPC-klanten in de buitenlandse handel kan deze logica worden gebruikt voor snelle berekeningen.

Basisformule:
Nominaal vermogen van de transformator (kVA) = Totaal berekend actief vermogen (kW) ÷ Vermogensfactor ÷ Toevalsfactor

Schattingsstappen

1. Tel het totale stroomverbruik van IT-apparatuur + extra kamerbelastingen (airconditioning, verlichting, brandbeveiliging, enz.) bij elkaar op om het totale actieve vermogen te verkrijgen.
2. De belastingsfactor voor datacenters wordt over het algemeen genomen op 0,9.
3. Toevalsfactor: servers draaien niet allemaal tegelijkertijd op volle belasting, over het algemeen genomen op 0,8–0,9.
4. Redundantie reserveren: reserveer extra redundante capaciteit volgens de N+1/2N-architectuur.
5. Overwegingen voor derating: in scenario's met hoge temperaturen en op grote hoogte moeten droge transformatoren worden gereduceerd, dus laat een marge over in de capaciteitsschatting.

Opmerking:De capaciteitsschatting is slechts een voorlopige referentie voor de regeling; het definitieve model moet worden bevestigd door het ontwerpinstituut, rekening houdend met kortsluitstroom, harmonischen en lokale elektrische codes.

Conclusie

Datacenters geven de voorkeur aan droge transformatoren, omdat de keuze fundamenteel draait om veiligheid, vereenvoudigde O&M en geschiktheid voor geprefabriceerde skid-integratie. Tegen de achtergrond van een explosie aan AI-computerprojecten is de buitenlandse EPC-inkoop niet langer alleen gericht op de prijs; redundantieontwerp, harmonische weerstand, aanpassingsvermogen aan de omgeving en IEC/CE-certificering zijn belangrijker. Capaciteitsschatting moet de IT-belasting, toevalsfactor en redundantiearchitectuur combineren; bij datacenterprojecten in het Midden-Oosten en Zuidoost-Azië moet ook rekening worden gehouden met de derating die wordt veroorzaakt door omgevingen met hoge temperaturen en veel stof.

Over Zhejiang Deyan Electric Co., Ltd.

Zhejiang Deyan Elektrisch Co., Ltd.is gevestigd in Yueqing, Zhejiang, de “hoofdstad van de Chinese elektrische apparaten”, en haar producten omvatten hoogspanningsschakelapparatuur, ringhoofdeenheden, gasgeïsoleerde schakelapparatuur, box-type substations en fotovoltaïsche netaansluitkasten. Als uw datacenterproject pakketselectieondersteuning en capaciteitsberekening nodig heeft voor droge transformatoren samen met schakelapparatuur, ringhoofdeenheden en box-type onderstations, stuur ons dan uw enkellijnsdiagram en IT-belastingslijst, en wij zullen u selectieadviezen en een opleveringsbeoordeling geven.